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태양광 모듈을 선택할 때, 가장 근본적인 결정 중 하나는 단면형(Monofacial)과 양면형(Bifacial) 중 어떤 구조를 택할 것인가 입니다. 두 모듈은 발전 방식과 구조, 설치 조건, 비용, 수익성 등에서 본질적인 차이를 보이며, 실제 발전소 설계나 투자 전략에 큰 영향을 미칩니다. 특히 양면형은 같은 면적에서 최대 30% 이상의 발전량을 추가로 확보할 수 있어, 점차 글로벌 시장의 표준으로 자리 잡고 있습니다.
하지만 단면형 모듈도 여전히 유효한 선택지입니다. 저렴한 단가, 가벼운 구조, 설치 유연성 등 실용적인 장점으로 인해 소규모 태양광이나 건물형 시스템에 적합하며, 검증된 기술 안정성도 강점으로 작용합니다. 이 글에서는 단면형과 양면형 모듈의 구조적 차이, 발전 성능, 내구성, 설치비용, 그리고 시장 채택 현황과 향후 기술 트렌드까지 종합적으로 비교 분석해드리겠습니다.
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핵심내용 요약
단면형 모듈은 구조가 단순하고 저렴하며 다양한 환경에 설치 가능하지만, 후면광을 활용하지 못해 발전량에 한계가 있습니다.
양면형 모듈은 전면과 후면에서 모두 발전이 가능해 동일 면적 대비 최대 30% 이상 발전량 증가가 가능하고, 내구성도 우수합니다.
양면형은 초기비용이 높고 설치 환경에 따라 성능 차이가 크지만, 향후 기술 발전과 시장 확대에 따라 주요 표준이 될 전망입니다.
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단면형과 양면형 모듈의 비교
단면형 모듈은 한쪽 면(전면)으로만 햇빛을 받아 발전하는 일반적인 모듈이고, 양면형 모듈은 전면과 후면 양쪽에서 들어오는 빛으로 모두 발전할 수 있는 모듈을 말합니다. 양면형 모듈은 최근 고효율을 달성하기 위한 기술로 각광받고 있으며, 국내외 태양광 시장에서 빠르게 관심이 높아지고 있습니다. 이하에서는 두 유형의 구조, 효율, 내구성, 비용, 장단점을 하나씩 살펴보겠습니다.
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구조와 원리는 어떻게 다를까?
단면형 태양광 모듈이란?: 한쪽 면만 사용하는 전통적인 모듈
태양전지 셀의 앞면만 햇빛을 흡수하고, 뒷면에는 백시트(반사체 역할의 흰색 시트나 검은색 시트)를 붙여 후면으로는 빛이 투과되지 않도록 한 구조입니다.
쉽게 말해 “한 면만 사용하는 태양광 모듈”입니다.
1. 전면 구성: 유리 + EVA(접착층) + 셀
2. 후면 구성: EVA + 백시트(흰색 또는 검은색)
특히 흰색 백시트는 셀 사이로 들어온 빛을 반사시켜, 앞면 셀이 빛을 재흡수하도록 도와 효율을 조금 높이는 역할도 합니다. 하지만 기본적으로는 앞면에서만 발전이 이루어지므로, 빛의 활용 범위가 제한적입니다.
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양면형 태양광 모듈이란?: 앞면과 뒷면 모두 발전에 활용하는 고효율 구조
양면형에 쓰이는 셀은 앞면뿐 아니라 뒷면도 광흡수가 가능하도록 제작된 양면 수광 셀입니다.
이를 위해 셀 자체도 양면 수광 셀로 설계되며, 모듈 후면을 투명 유리나 투명 백시트로 마감합니다.
1. 대표 구조: 강화유리 + 셀 + 강화유리 (Glass-Glass 타입)
2. 대체 구조: 강화유리 + 셀 + 투명 백시트 (Glass-Film 타입)
이런 구조 덕분에, 전면은 태양광, 후면은 지면 반사광이나 주변 산란광까지 포착할 수 있어 추가 발전량 확보가 가능합니다.
양면형 모듈은 프레임리스(Frameless) 구조로도 제작되며, 이는 후면으로 들어오는 빛을 가리는 요소를 줄이기 위한 설계입니다.
또한 투명 백시트를 활용한 경량형 모듈도 등장해, 설치 부담이 적고 다양한 환경에 적용할 수 있습니다.
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설치 방식의 차이
단면형 모듈: 지붕 등에 밀착 설치해도 전혀 문제가 없습니다. 뒷면을 활용하지 않기 때문입니다.
양면형 모듈: 후면으로 빛이 들어올 수 있도록 지면에서 띄워 설치해야 합니다. 보통 지상형 구조물로 약간 높이 설치하여 후면 발전을 극대화합니다.
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비교 요약
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발전 효율과 발전량의 차이
양면형 모듈의 최대 장점: 발전량 증가
양면형 모듈(Bifacial Module)은 후면까지 활용해 추가적인 전기를 생산할 수 있다는 점에서 단면형과 확실한 차이를 보입니다. 같은 설치 면적이라도 더 많은 에너지를 생산할 수 있기 때문에, 토지 효율과 수익성 모두 향상됩니다.
기본 추가 발전량: 약 5~10%
높은 반사율 환경(예: 흰색 지면, 수면, 반사판 등): 최대 20~30%까지 발전량 증가 가능
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설치 환경에 따라 달라지는 수익성
양면형 모듈은 설치 환경에 민감하며, 후면 광(反射光)을 많이 받을수록 그 효과는 배가됩니다.
단면형 모듈의 한계: 후면 수광 없음
단면형 모듈(Monofacial Module)은 전면 태양광만 활용하기 때문에, 발전 효율은 태양의 위치와 전면 조도에 따라 좌우됩니다.
설치가 쉬우며, 구조가 단순
후면 빛을 활용하지 못해 발전량의 한계가 존재
빛이 모듈 앞면에만 집중되도록 설치되어야 최대 효과 가능
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양면형 모듈이 불리한 설치 환경
양면형 모듈이 항상 유리한 것은 아닙니다. 설치 환경에 따라 효과가 거의 없는 경우도 존재합니다.
건물 옥상에 모듈을 낮게 빽빽하게 배치
지붕에 밀착형 설치
후면에 빛이 거의 도달하지 않는 구조
이런 경우에는 양면형이라도 단면형과 비슷한 수준의 발전량만 얻을 수 있으며, 오히려 자재비만 증가할 수 있습니다.
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내구성과 수명 비교
양면형 모듈의 구조적 강점: 유리-유리 설계
양면형 모듈은 대체로 앞뒤 모두를 강화유리로 감싼 ‘glass-glass 구조’를 갖고 있어 내구성이 매우 우수합니다.
강화유리 2중 구조는 백시트(고분자 필름)를 사용하는 단면형보다 습기·열화에 강함
백시트는 시간이 지나면 자외선·고온 노출로 인해 갈라지거나 습기를 통과시킬 수 있음
양면형은 백시트가 없으므로, 구조적으로 내구성 문제가 적고 출력 저하율도 낮음
많은 제조사들이 30년 이상의 출력 보증을 내세워 장기 수익 안정성을 강조하고 있습니다.
양면형 모듈의 열화 억제 구조: 공기 순환과 발열 억제
양면형 모듈은 설치 시 지면에서 일정 간격을 두고 띄워 설치하는 방식이 일반적입니다. 이러한 설계는 공기 순환에 유리해 모듈 온도 상승을 억제하며, 이는 곧 발전 성능 저하와 열화 속도를 줄이는 효과를 줍니다.
모듈 온도 낮음 = 열화 속도 감소 = 수명 연장 효과
양면형 모듈의 단점: 무게와 취급성
유리-유리 구조로 인해 동일 크기 대비 3~5kg 정도 무거움
설치 시 운반과 고정에 추가 인건비/구조물 강화 필요
프레임리스 구조는 미관상 깔끔하지만, 외부 충격에 유리 파손 위험 증가
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단면형 모듈의 특징: 경량성과 설치 유연성
백시트가 외부 충격을 흡수하는 쿠션 역할을 하며 내구성 보완
모듈 무게가 가벼워 운반과 설치가 용이
옥상, 벽면 등 다양한 환경에 손쉽게 설치 가능
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단면형 vs 양면형: 장점과 단점 정리
단면형 모듈(Monofacial)의 장점
가격이 저렴하고 설치가 간편합니다: 초기 투자비용이 낮기 때문에 소규모 태양광 사업자나 예산이 한정된 주택용 태양광에 적합합니다.
무게가 가벼워 구조물 부담이 적습니다: 단면형은 백시트를 사용하는 구조로 무게가 가볍고, 지붕이나 벽면에도 쉽게 설치할 수 있어 설계 유연성이 높습니다.
어디든지 설치 가능합니다: 후면 조건을 고려하지 않아도 되므로, 장소 제약 없이 태양광 설계를 할 수 있는 장점이 있습니다.
검증된 기술로 안정성이 높습니다: 오랜 시간 상용화되어 축적된 성능 데이터와 설치 경험이 풍부해, 안정적인 선택이 가능합니다.
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단면형 모듈(Monofacial)의 단점
동일 면적당 발전량이 낮습니다: 오직 전면에서만 태양광을 받아 발전하기 때문에 지면 반사광 등 후면 잠재 에너지를 활용하지 못합니다.
고효율 발전이 필요한 환경에서는 한계가 있습니다: 에너지 수확량(Energy Yield)이 제한적이기 때문에, 발전량 극대화가 필요한 대규모 발전소에는 부적합할 수 있습니다.
장기 내구성이 다소 낮을 수 있습니다: 백시트는 시간이 지나면 자외선과 열화로 갈라지거나 습기를 흡수할 수 있어, 장기적으로는 유리-유리 구조 대비 내구성이 떨어질 수 있습니다.
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양면형 모듈(Bifacial)의 장점
양면 발전으로 에너지 수확량이 증가합니다: 전면 + 후면 모두에서 발전하여 기본적으로 5~30%까지 추가 발전량 확보가 가능합니다.
부지 이용 효율이 높아집니다: 같은 목표 출력에 필요한 모듈 수량이 줄어들 수 있어 BOS 비용(구조물, 인버터, 배선 등) 절감에도 효과적입니다.
내구성이 우수하고 보증 기간이 깁니다: 유리-유리(glass-glass) 구조는 습기와 열화에 강해, 30년 이상의 출력 보증을 제공하는 경우도 많습니다.
산란광까지 활용해 다양한 환경에서 발전 가능합니다: 구름 낀 날, 아침저녁, 주변 반사광 등 다양한 광원을 활용하여 하루 전체 발전량이 증가하는 경향이 있습니다.
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양면형 모듈(Bifacial)의 단점
제품 단가가 상대적으로 높습니다: 강화유리, 양면 셀 등 고급 소재와 공정이 추가되어 단가 상승 요인이 존재합니다.
설치 조건에 민감합니다: 후면으로 빛이 들어오도록 지면 설계나 간격 확보가 필요하며, 조건이 좋지 않으면 양면형 효과가 줄어듭니다.
무게 증가와 프레임리스 설계로 설치가 까다롭습니다: 운반·고정이 어렵고, 프레임이 없으면 충격에 유리 파손 위험이 더 큽니다.
양면 유지관리가 필요합니다: 뒷면도 발전면이기 때문에 먼지, 눈, 오염물 관리가 필요하며, 청소 등 추가 유지보수 작업이 요구될 수 있습니다.
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결국 양면형 모듈은 “투자 대비 발전량”을 높여주는 기술이고, 단면형 모듈은 “초기 비용 절감과 단순성”의 장점이 있습니다. 기술 발전으로 양면형 모듈 가격이 낮아지고 활용 노하우가 쌓이면서, 점차 양면형의 장점이 단면형을 앞지르는 추세로 변하고 있습니다.
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시장 점유율과 보급 현황
글로벌 시장에서 양면형 모듈의 보급은 최근 몇 년간 급속도로 증가했습니다. 2018년만 해도 세계 모듈 시장에서 양면형이 차지하는 비중은 5% 미만으로 미미했지만, 2020년대에 들어서며 대규모 발전소 위주로 채택이 늘었습니다. 한 연구 자료에 따르면 2022년 현재 양면형 PV 모듈이 전세계 시장의 약 30%를 차지하며, 2030년경에는 70% 수준까지 확대될 것으로 전망되고 있습니다.
특히 유틸리티 규모(대규모) 태양광 발전 분야에서는 양면형이 이미 주류로 올라섰습니다. IEA PVPS 보고서에 따르면 2023년 기준 판매되는 모듈의 90% 이상이 양면 수광이 가능한 셀을 사용하고 있으며, 전세계 신규 발전소 용량의 과반이 양면형 모듈로 구축되고 있습니다.
미국의 경우 양면형 모듈이 무역규제에서 제외되는 혜택 등으로 더 빠르게 확산되어, 신규 발전 설비의 상당수가 양면형 모듈+단축 트래커 조합을 채택하고 있습니다.
국내 시장의 상황을 살펴보면, 소규모 주택태양광이나 영농형태양광 등에서는 여전히 단면형 모듈 사용이 많지만, 대형 태양광 사업자들은 양면형 모듈을 속속 도입하는 추세입니다.
예를 들어, 한국농어촌공사가 추진한 일부 수상태양광 사업에서는 수면 반사를 활용하기 위해 양면형 모듈을 적용했고, 산업단지 부지에 건설된 발전소들도 제한된 면적에서 수익을 극대화하기 위해 양면형을 검토하고 있습니다. 2021년 한화큐셀이 국내 출시한 큐피크 듀오 G9 양면형 모듈처럼, 국내에서도 인증받은 양면형 제품들이 속속 등장하여 보급을 준비했습니다.
초기에는 “양면형 모듈은 아직 시장이 작다”는 인식이 있었으나, 2023년 현재 국내 대규모 발전 사업 입찰에서도 양면형 모듈 적용을 기본 옵션으로 고려할 정도로 보편화되고 있습니다. 다만 전체 설치량에서 양면형이 차지하는 비중은 글로벌 평균보다는 아직 낮은 것으로 추정됩니다. 향후 신규 발전소가 대형화되고 RE100 등 효율 요구가 높아지면, 국내에서도 양面형 비중이 빠르게 증가할 전망입니다.
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